Двигатель. 1. Конструктивная схема трд и принцип его работы. Конструктивная схема дтрд и принцип его работы Дозвуковые входные устройства
 Скачать 1.37 Mb.
|
|
22. Топливная система ГТД. Системы топливопитания ГТД служат для подачи топлива из топливных систем ВС в камеры сгорания двигателей в требуемом количестве и в подготовленном для его полного сгорания виде. Система топливопитания двигателей отделяется от топливной системы ВС перекрывным (пожарным) краном топлива (ПК), имеющим привод от силового электромеханизма. Управление ПК осуществляют с помощью переключателя из кабины экипажа. В системе топливопитания двигателей можно выделить три характерных магистрали: низкого давления, высокого давления, пускового топлива, – и дренажную систему. Магистрали низкого и высокого давления образуют контур питания основной КС (систему основного топлива). ТРДФ и ТРДДФ имеют также контуры питания ФК (системы форсажного топлива). Магистраль НД обеспечивает предварительное повышение давления топлива перед основным топливным насосом и служит для повышения высотности системы топливопитания. В магистрали НД обычно устанавливаются топливные фильтры тонкой очистки, датчики расходомеров, топливомасляный радиатор (ТМР). Магистраль ВД служит для подвода топлива к рабочим форсункам под давлением, обеспечивающим хорошее качество его распыливания в КС на всех режимах работы двигателя и при любых условиях полета. В этой магистрали установлен основной топливный насос и размещены элементы системы автоматического управления ГТД, обеспечивающие автоматическую дозировку топлива в соответствии с изменением условий полета и режимов работы двигателя, задаваемых положением РУД. В зависимости от типа применяемого ОТН выделяют две разновидности систем топливопитания: системы с ОТН управляемой и неуправляемой производительности. В качестве ОТН управляемой производительности применяется плунжерный насос с наклонной шайбой, на которую оказывают воздействие элементы АДТ, входящие в состав САУ ГТД. Для систем, имеющих ОТН неуправляемой производительности, например, шестеренный насос высокого давления, управление расходом топлива может быть реализовано только на основе перепуска избыточного количества, подаваемого насосом топлива с его выхода на вход. Этот перепуск осуществляется элементами АДТ в соответствии с заданным режимом работы двигателя и условиями полета. Магистраль пускового топлива служит для питания топливом пусковых форсунок воспламенителей при запуске двигателя. Питание данной магистрали осуществляется от подкачивающего двигательного насоса либо от ОТН через редукционный клапан. В системах топливопитания некоторых ГТД магистраль пускового топлива отсутствует. Для запуска таких двигателей используются мощные свечи зажигания поверхностного разряда, воспламеняющие основное топливо, подаваемое в КС рабочими форсунками. Система дренажа топлива служит для уменьшения опасности возникновения пожара на двигателе и предусматривают слив небольшого количества топлива из мест его возможного скопления с последующим выбросом в атмосферу. Система подачи топлива в ФК получает питание от магистрали НД системы основного топлива. Она включает в себя насос высокого давления (форсажный насос), фильтры, автомат дозирования и распределительные устройства форсажного топлива, топливные коллекторы и форсунки. 23Система запуска ГТД. Пусковая система должна обеспечивать следующие качества запуска: надежность запуска на земле и в полете без возникновения неустойчивых режимов работы ГТД (помпажа, срыва пламени) и превышения допустимых значений температуры газа и оборотов ротора двигателя; безопасность, т. е. исключение возникновения очагов пожара и обеспечение быстрого прекращения запуска в аварийной ситуации; – автоматизация выхода двигателя на заданный режим; автономность, т. е. обеспечение необходимого количества запусков без использования аэродромных средств (количество автономных запусков должно по меньшей мере на единицу превышать число двигателей на ВС). Пусковые системы авиационных ГТД подразделяются на стартерные и бесстартерные. Стартерные системы классифицируются в зависимости от типа применяемого пускового устройства. В бесстартерных пусковых системах сжатый воздух подается непосредственно на лопатки ГТ двигателя. Пусковая система современного ГТД является комбинированной, позволяя осуществлять на земле запуск от ПУ, а в полете – бесстартерный запуск (с режима авторотации). Пусковая система ГТД в общем случае включает: систему предварительной раскрутки ротора двигателя, состоящую из ПУ и механизмов соединения ротора ПУ с ротором ГТД; источник энергии, обеспечивающий питание ПУ; пусковую топливную систему, обеспечивающую подачу топлива в пусковые воспламенители (или рабочие форсунки) КС; систему зажигания пусковой ТВС в пусковых воспламенителях (или непосредственно в КС); систему управления процессом запуска; элементы основной топливной системы, обеспечивающие дозирование подачи топлива в процессе запуска (ТАЗ, рабочие форсунки и др.). ПУ представляет собой специальное устройство, предназначенное для раскрутки ротора ГТД в процессе запуска. ПУ делятся на электрические и механические. Электрические ПУ представляют собой электростартеры и стартер-генераторы. Из механических ПУ основное применение нашли турбинные стартеры: турбокомпрессорные стартеры, представляющие собой малоразмерные ГТД, и воздушные турбостартеры, использующие в качестве рабочего тела сжатый воздух. Источник энергии, необходимый для питания ПУ, может размещаться как на ВС, так и на средствах аэродромного обслуживания. Это аккумуляторные батареи (для ЭСТ), баллоны со сжатым воздухом (для ВТС). Для обеспечения автономности запуска большинство ВС снабжено ВСУ. Они используются в качестве ТКС или генераторов сжатого воздуха для питания ВТС. Система управления запуском выполняется в виде автоматической панели, обеспечивающей запуск двигателя на земле, холодную прокрутку, ложный запуск, запуск в воздухе, а также в случае необходимости прекращение запуска. Надежность запуска зависит от надежности работы всех систем и агрегатов, участвующих в запуске двигателя. Причинами снижения надежности запуска в эксплуатации являются: ухудшение собственных пусковых свойств двигателя как при высоких положительных, так и при низких отрицательных температурах наружного воздуха; уменьшение располагаемой мощности стартера. Достаточная мощность стартера проверяется по частоте вращения холодной прокрутки; неточное выполнение программы подачи топлива топливной автоматикой запуска. Требуется ее перенастройка; ухудшение работы пусковых воспламенителей при низких температурах наружного воздуха. Применение авиационного бензина в качестве пускового топлива, кислородная подпитка и электрообогрев пусковых воспламенителей повышают надежность запуска при низких температурах. Контроль процесса запуска осуществляется по указателям оборотов ротора и температуры газа за ГТ. В случае превышения максимально допустимой Тг запуск необходимо немедленно прекратить. В процессе запуска двигателя на земле возможен его помпаж, одним из признаков которого также является интенсивный рост Тг. При появлении признаков помпажа запуск немедленно прекращается. Повторный запуск производят только после устранения неисправностей. 24. Конструктивная схема ВСУ и принцип его работы. Вспомогательная силовая установка (ВСУ) — вспомогательный источник механической энергии на транспортном средстве, не предназначенный для приведения средства в движение. Во многих случаях назначением ВСУ является запуск основного двигателя, а также обеспечение средства энергией на стоянках. ВСУ самолёта обычно представляет собой относительно небольшой газотурбинный двигатель, используемый для выработки электричества, создания давления в гидравлической системе и кондиционирования воздуха во время нахождения самолёта на земле, запуска основных двигателей, обычно с помощью сжатого воздуха, отбираемого от компрессора ВСУ. Иногда применяется электрический запуск, в этом случае электрический генератор ВСУ работает в форсированном режиме. Некоторые небольшие ВСУ используются только как источник сжатого воздуха. Непосредственно сама установка запускается, как правило, с помощью электростартера. В более современном варианте в качестве ВСУ используется турбостартер на двигателе, который в режиме ВСУ работает на коробку приводов (на которой расположены генераторы и гидронасосы). ВСУ позволяет поддерживать работоспособность самолётных систем и оборудования при выключенных двигателях в слабо оснащённых или необорудованных аэропортах, что резко повышает автономность и позволяет выполнять техническое обслуживание самолёта с минимальным привлечением аэродромных служб. В современных пассажирских реактивных самолётах ВСУ обычно располагается в хвостовой части. У большинства современных самолётов можно увидеть сопло ВСУ, выходящее из хвоста. Забор воздуха для ВСУ часто осуществляется прямо из технического отсека, при этом в наиболее удобном месте отсека располагаются поворотные створки для сообщения с забортным пространством. 25. Основные параметры многоступенчатого осевого компрессора, их связь с параметрами ступеней. Многоступенчатый осевой компрессор состоит из ротора, представляющего собой несколько рабочих колес, получающих вращение от одного вала, и статора, состоящего, в свою очередь, из нескольких венцов лопаток направляющих аппаратов, закрепленных в общем корпусе. Пример одного из возможных вариантов конструктивного выполнения ротора и статора осевого компрессора показан на рис. 4.1.  Рис. 4.1. Ротор и статор осевого компрессора В ряде случаев компрессор конструктивно разбивается на две-три расположенных друг за другом группы ступеней (два-три каскада), которые приводятся во вращение отдельными турбинами. Процесс сжатия воздуха в многокаскадном компрессоре сводится к последовательно протекающим процессам сжатия в его каскадах. Поэтому под термином «компрессор» будет подразумеваться однокаскадный компрессор или один каскад многокаскадного компрессора. Основными параметрами многоступенчатого компрессора (большинство которых аналогично параметрам ступени) являются следующие: а) степень повышения давления б) адиабатная работа сжатия(повышения давления) в) работа, затрачиваемая на вращение ротора компрессора г) КПД компрессора Как и в ступени компрессора, этот КПД учитывает снижение по сравнению с работой, затраченной на вращение компрессора, из-за наличия гидравлических потерь. д) Средний коэффициент нагрузки ступеней компрессора е) Расход воздуха через компрессор Gв; ж) Удельная производительность GF, равная отношению расхода воздуха к лобовой площади входа в компрессор Рассмотрим далее взаимосвязь между основными параметрами компрессора (каскада) и параметрами входящих в него ступеней при условии, что расход воздуха через все ступени одинаков. а) Степень повышения давления воздуха в компрессоре, очевидно, равна произведению степеней повышения давления во всех его ступенях б). Работа, затрачиваемая на вращение вала компрессора, равна сумме работ вращения его ступеней в). КПД компрессора связан с КПД его ступеней следующим образом: Если КПД всех ступеней принять одинаковым и равным некоторому среднему их значению, Рис. 4.3.Процесс сжатия воздуха в трехступенчатом компрессоре Из формулы (4.11) следует, что КПД компрессора меньше среднего значения КПД его ступеней. Этот результат является следствием теплового сопротивленияв многоступенчатом компрессоре и связан с тем, что температура воздуха на входе в каждую последующую ступень оказывается выше, чем она была бы при отсутствии гидравлических потерь в предыдущей ступени. А это приводит к увеличению потребной работы сжатия воздуха в последующей ступени. По мере движения воздуха от ступени к ступени повышаются давление и плотность воздуха, что в соответствии с уравнением расхода (одинакового для всех ступеней) должно сопровождаться уменьшением либо площади кольцевой проточной части компрессора (F), либо осевой составляющей скорости (Са). В выполненных конструкциях обычно одновременно уменьшаются и F, и Са. Уменьшение F, сопровождающееся уменьшением длины лопаток, может быть осуществлено с помощью увеличения ее внутреннего диаметра или уменьшения наружного диаметра. Для обеспечения необходимого угла набегания воздушного потока на лопатки РК (рулевое колесо) первой ступени ОК (осевой компрессор) перед ней устанавливается ВНА (входной направляющий аппарат), который может быть управляемым. |